第七章稀浆封层机

1、第七章 稀浆封层机第一节 概述 封层是在原沥青路面上铺筑上封层，用以全面封闭表面空隙、裂缝或已修补过的原路面，改善抗滑性能，恢复路面使用质量。 乳化沥青稀浆封层的基本原理 是用适当级配的骨料、填料、沥青乳液和水等四种材料，按一定比例掺配、拌和，拌制成均匀的稀浆混合料，并按要求厚度摊铺在路面上，形成密实坚固耐磨的表面处治薄层。 乳化沥青稀浆封层机是完成稀浆封层施工的专用设备。封层的适用范围：（1）路面状况指数低于沥青路面破损评价标准，但使用年限未达到罩面的间隔期限。（2）路面状况指数达到沥青路面破损评价标准，但裂缝、松散严重，或摩擦系数过低。（3）原路面使用年限已久，表面老化、渗水，但强度系数符

2、合养护质量标准规定值，路拱合适，破损现象不严重。封层的施工方法（1）拌和法或层铺法铺筑单层式沥青表面。（2）乳化沥青稀浆封层。 乳化沥青稀浆封层是用适当级配的石屑或砂作为骨料，乳化沥青为结合料，水泥或石灰、粉煤灰、石粉等为填料和水装在专门的沥青稀浆封层的摊铺机内，在行驶过程中按规定的比例拌制成流动状态的沥青混合料，并完成路面封层的摊铺工作 。 稀浆在铺筑后，经破乳、析水固化、封层成型。 稀浆封层的厚度一般为3-6毫米。稀浆封层的类型应根据道路性质、交通量、原有路面状况、当地气候条件和要求封层的使用寿命予于论证确定。 乳化沥青是将沥青热融，经机械的作用，以细小微粒的状态均匀、稳定地分散于含有乳化

3、剂的水溶液中，形成油包水状的沥青乳液。 稀浆封层机的特点是在常温下在路面现场拌和摊铺，因此能大大降低工人的劳动强度，加快施工速度并节约资源和能源，适用于公路和城市道路部门对路面耗层进行周期件预防养护，以保持路面的技术性能和延长使用寿命：还可对路面早期病害进行修复，以提高路面的防水能力，提高平整度及提高抗滑性能。二、分类1按机功性分类 拖式稀浆封层机，半挂式稀浆封层机和自行式稀浆封层机。2、按作业方式 前接料斗和无前接料斗3、按拌和方式单轴螺旋式和双轴桨叶式第二节 主要组成结构及工作原理 根据稀浆封层施工工艺要求，稀浆封层机必须具有给料、拌和、摊铺和计量控制等功能，它能将骨料、矿粉、水、乳化沥青

4、按一定比例输送到拌和筒内，加入添加剂，经快速搅拌形成流动状态的乳化沥青稀浆混合料，通过分料器送人摊铺槽内，然后，均匀平坦地摊铺在路面上。因此，稀浆封层机的结构可分为两大部分。1、行驶底盘部分这部分是机器的行走和承重部件。功能：是使机器能够按预定速度行驶，完成运输和作业的行驶任务，并在其上布置全套的作业装置；2、作业部分功能：完成机器作业过程中的各种物料的存贮、输送、搅拌、摊铺、控制、操作等。组成：主要由给料系统、拌和系统、动力传动系统和计量控制系统组成。1-行驶系统；2-水箱；3-柴油机；4-机械传动系；5-集料仓；6-填料仓；7-搅拌箱；8-操作台； 9-摊铺器；10-皮带运输机；11-添加

5、剂箱；12-控制系统；13-乳液箱；14-柴油清洗装置1-行驶系统；2-水箱；3-柴油机；4-机械传动系；5-集料仓；6-填料仓；7-搅拌箱；8-操作台； 9-摊铺器；10-皮带运输机；11-添加剂箱；12-控制系统；13-乳液箱；14-柴油清洗装置一、底盘 稀浆封层机一般都是选用承裁能力符合设计要求的载重汽车底盘并经过改制后作为封层机的底盘，改制部分主要是增加一级换档变速系统，使汽车的最低稳定行驶速度可达到14公里/小时范围，以满足摊铺的要求。 二、给料系统给料系统由五部分组成：骨料给料装置乳液供给装置供水装置填料供给装置添加剂供给装置。(1)骨料给料装置组成：料斗、料门、集料输送皮带机及驱

6、动装置。功能：a)存贮骨料；b)为搅拌器输送骨料；c)调节集料的输送量。料斗由钢板焊成，通常做成倒置梯形形状，以便使全部集料能自行滑落到输送皮带上，斗壁上装有液压仓壁振动器，以消除骨料起拱现象。出料闸门安装在料斗下方，通过螺旋机构使出料闸门上下移动，调节开启高度以改变皮带机的供料量。集料输送皮带机的作用是将集料从料中带出并对材料计量，其计量方式是通过调节料斗闸门开启高度的方法来改变集料体积量。辅助发动机的输出动力经过减速机和机械换向传动直接驱动输送皮带机，也有采用液压马达经减速机驱动。输送皮带需制成无接缝环行带。皮带机后部装有张紧装置，用于调节皮带机的正常张紧度和修正皮带跑偏量。 (2)乳液供

7、给装置 组成：由乳液箱、乳液泵、三通阀、运转循环阀及一整套连接管路等组成。 功能：存贮乳液，向搅拌器输送乳液，实现乳液循环，对乳液箱进行装料。乳液箱一般布置在集料箱的右前方，形状因厂家不同各有差异，有矩形，立式圆柱形，也有采用卧式圆罐。当三通阀标记指向乳液箱和乳液泵，乳液就通过管路和泵进人搅拌器中，当三通阀的标记指向乳液箱和外部大气，就可以为乳液箱装料，或者抽出乳液箱中的乳液。 乳液泵应具有变量功能应能根据油石比要求，调整泵的排量，一旦整机经过标定，乳液泵的流量就无须进行调节。乳液泵要具有夹套预热能力，可利用汽车的热水对其加热，软化泵内可能破乳的沥青。 运转循环阀的作用是沟通乳液箱利搅拌器之间

8、的管路，为搅拌器提供乳液，另外是乳液箱和乳液泵之间的管路，实现循环。3)供水装置组成:水箱、三通阀、水泵、主水管、主喷管、水阀等。水箱用来存贮水同一车型其外形与乳液箱相同。水泵一般采用离心泵。通过三通阀的换向，可以使水泵抽出水箱的水，供向主水管，还可以为水箱装水。 主水管的作用一是为搅拌器供水，二是为主喷管供水，主水管中间设置供水量调节阀。 主喷管主要用于湿润封层前的路面，主喷管在封层机底部布置多排喷头。另外还带有手持式单头喷水枪，用来补洒未被主喷管洒到的地方和冲刷摊铺槽等装置的表面污物。 (4)填料装置 组成:填料箱、螺旋送料器、填料疏松器及传动链轮等。 填料箱用来存贮填料。 螺旋送料器布置

9、在填料箱底部，其作用是向搅拌器输送填料。 填料疏松器则布置在箱中部，用来硫松填料箱内的填料。 传动链轮一般布置在填料箱的有侧，用来驱动螺旋送料器和疏松器。而自动型的稀浆封层机则是采用液压电机来驱动螺旋送料器和疏松器。 (5)添加剂装置 添加剂装置主要由各添加剂箱、添加剂泵、转子流量计、阀门及管路组成。 添加剂箱和添加剂泵都需要采用耐腐蚀材料制成，转子流量计的作用是检测并显示添加剂泵的流量，以便对添加剂的流量进行精细的监控。添加剂通过管路直接排人搅拌器中。 给料系统是稀浆封层机最重要的部分，也是以上几种材料能否按配比要求制取稀浆混合料的关键所在。3、拌和系统 作用：在短时间里将集料、填料、添加剂

10、、水及乳液彻底均匀地搅拌成理想的稀浆混合料。 单轴螺旋式搅拌器的组成：搅拌筒、出料门、底部闸门、分配器等组成。搅拌筒由筒壁、搅拌器、搅拌筒盖等组成。主要用来将筒内各种物料混合均匀，特殊结构形式的搅拌器可使物料在向后运动的总趋势下，夹杂着向前运动，以保证物料搅拌均匀。底部闸门水平布置在搅拌筒后部，开启此门可使搅拌简内物料全部流出，以便在工作完毕后，清扫搅拌筒。出料门垂直布置在搅拌筒的后部，为使物料充分拌和，简内物料应有一定存留，存留量由出料门开度来调节。4摊铺系统 摊铺系统是一个独立的作业系统。作用：是将稀浆均匀的摊铺到路面上并按要求控制稀浆摊铺的宽度和厚度。组成：摊铺箱、螺旋摊铺器、液压马达、

11、封浆刮板、刮平胶板以及滑轨调节器等。 5动力传动系统 稀浆封层机的工作部分一般都是独立的动力系统。组成：油箱、发动机、主离合器、主减速器和通向各工作系统的传动装置等。传动型式：机械传动型式、液压传动型式。 6控制操作系统 要求：稀浆封层机一般应实现集中控制操作，即操作人员在平台上可以轻易地接触到所有控制器，这样操作者可将注意力集中到路面封层质量上而不是开动机器上。组成：电控部分和液压控制两部分组成。第三节 稀浆封层机的发展历史 1955年美国加利福尼亚州的Califomia Fresno Asphalt公司制造出第一台连续式稀浆封层机，该机在一辆大型牵引底盘上装有集料仓、乳化沥青箱、水箱，后部

12、装有双轴螺旋搅拌器，其摊铺箱与以前相同，是第一代稀浆封层机的雏形，由于其结构和使用都很复杂，效率也不高，未能普及使用。 1960年美国德克萨斯州的维克稀浆封层公司生产出第一代大型车载稀浆封层机。该机具有独立的集料仓、水箱、乳化沥青箱、矿物细料仓，乳化沥青采用正排量泵，水采用离心泵，集料采用皮带输送机、矿物细料用叶轮将料送到皮带机上，所有材料均进入搅拌箱。所有的材料供应动力都连锁在一起，以防止发动机速度变化时配比发生变化，搅拌箱采用单轴空心螺旋制浆。 这一时期为普通稀浆封层，粘结性差、厚度薄，仅适用于交通量小的路面；随着交通量的增大、汽车载重量增加，其使用受到限制。20世纪60年代中期，随着汽车

13、制造技术的发展，稀浆封层技术有了很大的进步，出现了慢裂快凝稀浆封层技术(称之为改性稀浆封层)，提高了乳化沥青的粘结力、将交通开放时间缩短到1个小时左右、厚度增加10 mm左右，完全适应当时交通和汽车运输量的要求。 改性稀浆封层技术的需求导致了第二代稀浆封层机进入市场，促进了稀浆封层技术在美洲、欧洲和其他国家迅速增长。1968年左右，美洲、欧洲的制造商生产各种样式的第二代稀浆封层机，从而形成了美洲型和欧洲型两大流派。第三代稀浆封层机的改进和变化是：发动机的动力更加强劲，最大l10 kW；优化液压系统的设计(恒压变量、电控比例调节)，提高了液压系统的效率；高效、双轴强制快速拌和装置(46 S)；适

14、合微表处在内的各种稀浆封层工艺施工的摊铺箱；各种材料计量更为准确，增加了水、液体添加剂的计量表；电、液控制操作，扩大了应用范围。 到20世纪90年代末期，由于微电子技术的发展、微电脑处理器大量使用、传感技术的日益完善，以电脑控制为主、全自动闭环计量控制的、能应用于微表处等各种稀浆封层施工工艺的第四代稀浆封层机在美国和德国进入市场；同时，不同型式的连续式稀浆封层设备也先后在美国、欧洲投入市场。 我国稀浆封层机的发展历程 早在20世纪70年代初期，我国交通部公路科研所就依据当时的条件、借鉴外国的技术开展了乳化沥青及稀浆封层技术的研究，并在70年代末期取得了成功，缩短了我国和国际技术水平的差距。 辽

15、宁省大连庄和公路段在70年代末期生产出我国第一台稀浆封层机 牵引式稀浆封层机。 20世纪90年代中期以来，我国先后引进购买欧美第二代、三代稀浆封层机近30台(Vss、Berining、Yang、Bergkamp)。 90年代初期，徐工引进了德国WEISIG公司80年代初期技术的稀浆封层机；2001年，北方交通公司仿制德国BERINING公司80年代初期产品SHy8000稀浆封层机的PM8进入市场；2002年，西安筑路机械有限公司(以下简称西筑公司)设计生产我国第一台具有独立自主知识产权的MS9稀浆封层机。第四节 现代稀浆封层机的主要技术1 、底盘系统底盘的作用为承载、行走，并且提供一些其它的功

16、能，如气路、热水回路等。汽车底盘一般选用三轿工程翻斗车底盘，车速在15-18 kmh时能够平稳工作，进口机型可选用V0LV0底盘或奔驰底盘，国产底盘一般可以配置北方奔驰、斯太尔等，但需做一定的改型。2 、工作发动机及附件 从第二代稀浆封层机开始，工作发动机要求能够给整机系统提供足够大的动力储备，特别是第三代，要求发动机功率最大l10kW 以上，工作发动机燃油管与底盘燃油箱相联，同底盘发动机共用一个燃油箱。主要组成部分：发动机、底座及减振装置、飞轮连接及动力输出装置、启动电机和发电机。3、 电气系统 电气系统直接代表了稀浆封层机的技术水平，第一代产品是机械控制操作；第二代采用机、电控制操作；第三

17、代电液联控、微处理器进行控制；第四代智能电脑闭环控制；每一次控制操作的改进都对操作手方便操作起到了很大作用，提高了设备的可靠性、简化了线路；主要组成部分：主令控制器(按钮或操作开关)、CPU处理器或继电器、保险装置、信号和照明灯、电瓶、接线端子和电缆。4 、液压系统液压系统是稀浆封层机工作机构的动力传递系统，有的稀浆封层机也采用高压气输送液体材料。主要组成部分：液压泵、各类控制阀、连接管路、液压油及油箱、液压油冷却器、工作机构的驱动马达和执行油缸、进出油滤器等。5、 乳化沥青系统 乳化沥青系统主要组成部分：乳化沥青箱、过滤器、乳化沥青泵及加热回路、计量装置、三通阀、标定管路、自加载循环管路、搅

18、拌箱进油管路；乳化沥青泵一般采用高粘度低速齿轮定量容积泵，技术先进的则采用变量泵，好多稀浆封层机增加了热水循环系统来加热软化泵内沥青，以减少启动阻力；当然也有采用特殊泵的就不用热水加热，例如WEIRO公司的MAP-8000e选用喉管式高粘度泵，结构比较特殊，就不用加热。6、水系统 水系统也是稀浆封层机不可缺少的部分，水的用途主要有调节浆的稀稠度、路面喷水、高低压清洗；进入搅拌箱的水要能控制其流量，清洗用水要能调节其压力，该系统可以做成一个回路，也可以把高压用水和低压用水分成两路来实现。主要组成部分：水箱、过滤器、水泵、手动阀门、控制阀门、计量装置、搅拌箱进水管路、地面喷水装置和管路、低压水清洗

19、装置和管路、乳化沥青管道及搅拌箱清洗管路、高压水泵及清洗装置、自加载管路。7 、添加剂系统该系统用来添加一些外加剂，以调节改变乳化沥青的破乳时间，以适应外界环境的变化；从原理讲有采用气送的，也有泵送的，均要求外加剂在进入搅拌箱之前要能够进行计量。主要组成部分：添加剂罐、过滤器、泵、调节阀、计量装置、添加管路、标定管路、自加载管路。8、 皮带输送机皮带输送机用于稀浆封层机对骨料的输送，主要组成部分：机架及连接装置、上下托辊、驱动滚筒、改向滚筒、涨紧装置、环形皮带、减速机等。9、 骨料仓 骨料仓用来存储级配骨料，要求容积足够大，能满足施工过程的需要，并且料仓侧壁要有一定的倾度如42-45度，保证料

20、仓中的骨料能够顺利下落到输送机皮带上；料门调节装置用来调节出料量；为了防止骨料的悬空，增加振动破拱装置。主要组成部分：料仓、破拱装置、料门调节装置。10、 配比系统 该系统保证各原料能够按一定的比例进入搅拌箱，有机械式、液压式或机液复合式。液压马达驱动离合器轴，离合器轴带动骨料输送带、乳化沥青泵、添加剂和细料纤维送料器的液压泵；采用两个电控离合器以控制乳化沥青泵、骨料输送带、添加剂和细料纤维送料器的液压泵的启停；所有原料供给以这种方式结合在一起，在操作中无需改变混合物配比就可以改变稀浆产量。11 、搅拌装置 搅拌装置保证了稀浆混合料的充分混合，要求该系统搅拌轴要有足够高的转速，能在很短的时间内(46 S)拌和混合料并且把混合料送人摊铺系统中，搅拌叶片要求为耐磨金属材料制成。该装置是稀浆封层发展过程中变化比较明显的一个地方，最早的搅拌箱是单轴螺旋叶片式，拌和能力差，拌和效率低，只能做慢裂慢凝的稀浆封层；后来发展为双轴搅拌形式，在此基础上出现了双炮筒式双轴搅拌叶片式搅拌箱，拌和能力高，效率也高，满足了改性稀浆封层发展的要求。12 、水泥、纤维、液体染料添加系统 该系统是随着稀浆封层技术的发展为了改善稀浆封层混合料的成浆性和提高改性稀浆封层稀浆的和易性、摊铺层的强度、